(57)【要約】【課題】  比較的大きな入射角度で所定面に達する光も確実に検出して、所定面における光量分布を高精度に計測することのできる光量計測装置。【解決手段】  本発明の光量計測装置は、所定面またはその近傍に配置された光透過部材（３１）と、光透過部材を介した光を検出する光検出器（３２）とを備えている。光透過部材の光検出器側には、光透過部材を介した光をプリズム作用により集光して光検出器へ導くためのプリズム集光部（３１ｂ）が設けられている。プリズム集光部は、たとえば円錐面に対応する光学面（３１ｂａ）と所定面に平行な光学面（３１ｂｂ）とを有する。【選択図】  図３
2007073793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定面における光量を計測する光量計測装置において、
前記所定面またはその近傍に配置された光透過部材と、
前記所定面および前記光透過部材を介した光を検出する光検出器とを備え、
前記光透過部材の光検出器側には、前記所定面および前記光透過部材を介した光をプリズム作用により集光して前記光検出器へ導くためのプリズム集光部が設けられていることを特徴とする光量計測装置。
【請求項２】
前記所定面の位置、前記所定面と光学的に共役な位置、または前記光透過部材の所定面側には、前記光検出器に入射する光を制限する光制限手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光量計測装置。
【請求項３】
前記プリズム集光部は、前記光検出器側に頂点を向けた円錐面に対応する光学面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光量計測装置。
【請求項４】
前記プリズム集光部は、前記所定面に平行な光学面をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の光量計測装置。
【請求項５】
前記円錐面は、前記光制限手段としての開口の中心を通り且つ前記所定面と直交する回転軸を有することを特徴とする請求項３または４に記載の光量計測装置。
【請求項６】
前記プリズム集光部は、二次元的に配置された複数の円錐面または複数の角錐面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量計測装置。
【請求項７】
前記プリズム集光部は、前記光透過部材の本体と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光量計測装置。
【請求項８】
投影光学系を介して所定のパターンを感光性基板に露光する露光装置において、
前記感光性基板上の露光領域における光量を計測するための請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光量計測装置を備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記投影光学系と前記感光性基板との間の光路中には液体が満たされていることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量計測装置、露光装置、およびデバイスの製造方法に関し、特に半導体素子や液晶表示素子などのデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される露光装置における露光光量分布の計測に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、マスク（またはレチクル）のパターン像を、投影光学系を介して、感光性基板（フォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等）上に投影露光する露光装置が使用されている。露光装置では、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影光学系に要求される解像力（解像度）が益々高まっている。
【０００３】
投影光学系の解像力に対する要求を満足するには、照明光（露光光）の波長λを短くするとともに、投影光学系の像側開口数ＮＡを大きくする必要がある。具体的には、投影光学系の解像度は、ｋ・λ／ＮＡ（ｋはプロセス係数）で表される。また、像側開口数ＮＡは、投影光学系と感光性基板との間の媒質（通常は空気などの気体）の屈折率をｎとし、感光性基板への最大入射角をθとすると、ｎ・sinθで表される。
【０００４】
この場合、最大入射角θを大きくすることにより像側開口数の増大を図ろうとすると、感光性基板への入射角および投影光学系からの射出角が大きくなり、光学面での反射損失が増大して、大きな実効的な像側開口数を確保することはできない。そこで、投影光学系と感光性基板との間の光路中に屈折率の高い液体のような媒質を満たすことにより像側開口数の増大を図る液浸技術が知られている（たとえば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００４／０１９１２８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
露光装置では、微細なパターンを高精度に投影露光するために、光量計測装置を用いて投影光学系の像面（ひいては感光性基板の露光領域）における光量分布を計測し、必要に応じて制御することが必要である。しかしながら、特に像側開口数の大きい液浸型の投影光学系を用いる露光装置の場合、所定の値以上の大きな入射角度で投影光学系の像面に達する光を検出することが困難であり、ひいては投影光学系の像面における光量分布を高精度に計測することが困難である。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、比較的大きな入射角度で所定面に達する光も確実に検出して、所定面における光量分布を高精度に計測することのできる光量計測装置を提供することを目的とする。また、本発明は、たとえば液浸型の投影光学系の像面における光量分布を高精度に計測する光量計測装置を用いて、微細なパターンを高精度に投影露光することのできる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、所定面における光量を計測する光量計測装置において、
前記所定面またはその近傍に配置された光透過部材と、
前記所定面および前記光透過部材を介した光を検出する光検出器とを備え、
前記光透過部材の光検出器側には、前記所定面および前記光透過部材を介した光をプリズム作用により集光して前記光検出器へ導くためのプリズム集光部が設けられていることを特徴とする光量計測装置を提供する。
【０００９】
本発明の第２形態では、投影光学系を介して所定のパターンを感光性基板に露光する露光装置において、
前記感光性基板上の露光領域における光量を計測するための第１形態の光量計測装置を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
【００１０】
本発明の第３形態では、第２形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光量計測装置では、光透過部材の光検出器側にプリズム集光部が設けられているので、光透過部材を介した光がプリズム集光部のプリズム作用により集光されて光検出器へ導かれる。その結果、所定の値以上の大きな入射角度で所定面に達した光も光検出器で検出されるので、例えばピンホールのような開口を有する光透過部材と光検出器とを所定面に沿って二次元的に移動させつつ所定面における光量分布を計測することができる。
【００１２】
このように、本発明の光量計測装置では、比較的大きな入射角度で所定面に達する光も確実に検出して、所定面における光量分布を高精度に計測することができる。また、本発明の露光装置では、たとえば液浸型の投影光学系の像面における光量分布を高精度に計測する光量計測装置を用いて、微細なパターンを高精度に投影露光することができ、ひいては良好なデバイスを高精度に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図１では、Ｘ軸およびＹ軸がウェハＷに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がウェハＷに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。
【００１４】
本実施形態の露光装置は、図１に示すように、たとえば露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系１を備えている。光源から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光からなる露光光（露光ビーム）ＩＬは、照明光学系１を通過し、レチクル（マスク）Ｒを照明する。
【００１５】
レチクルＲには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。レチクルＲを通過した光は、液浸型の投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストが塗布されたウェハ（感光性基板）Ｗ上の露光領域に所定の縮小投影倍率でレチクルパターンを形成する。
【００１６】
すなわち、レチクルＲ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上ではＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域（実効露光領域）にパターン像が形成される。レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上においてＸＹ平面に平行に保持され、レチクルステージＲＳＴにはレチクルＲをＸ方向、Ｙ方向および回転方向に微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルレーザ干渉計（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。
【００１７】
ウェハＷは、ウェハホルダ（不図示）を介してＺステージ９上においてＸＹ平面に平行に固定されている。Ｚステージ９は、投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行なＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ１０上に固定されており、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角を制御する。Ｚステージ９は、Ｚステージ９上に設けられた移動鏡１２を用いるウェハレーザ干渉計１３によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。
【００１８】
また、ＸＹステージ１０は、ベース１１上に載置されており、ウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向を制御する。一方、本実施形態の露光装置に設けられた主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージＲＳＴを微動させることによりレチクルＲの位置調整を行う。
【００１９】
また、主制御系１４は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウェハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウェハＷのフォーカス位置および傾斜角の調整を行う。
【００２０】
更に、主制御系１４は、ウェハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいてウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置調整を行う。
【００２１】
露光時には、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信すると共に、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比でレチクルステージＲＳＴおよびＸＹステージ１０を駆動させつつ、レチクルＲのパターン像をウェハＷ上の所定のショット領域内に投影露光する。その後、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウェハＷ上の別のショット領域を露光位置にステップ移動させる。
【００２２】
このように、ステップ・アンド・スキャン方式によりレチクルＲのパターン像をウェハＷ上に走査露光する動作を繰り返す。すなわち、本実施形態では、ウェハステージ駆動系１５およびウェハレーザ干渉計１３などを用いてレチクルＲおよびウェハＷの位置制御を行いながら、矩形状の静止露光領域および静止照明領域の短辺方向すなわちＹ方向に沿ってレチクルステージＲＳＴとＸＹステージ１０とを、ひいてはレチクルＲとウェハＷとを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には静止露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。
【００２３】
図２は、本実施形態における境界レンズとウェハとの間の構成を模式的に示す図である。図２を参照すると、本実施形態にかかる投影光学系ＰＬでは、レチクルＲ側（物体側）の面が第２液体Ｌｍ２に接し且つウェハＷ側（像側）の面が第１液体Ｌｍ１に接する平行平面板Ｌｐが最もウェハ側に配置されている。そして、この平行平面板Ｌｐに隣接して、レチクルＲ側の面が気体に接し且つウェハＷ側の面が第２液体Ｌｍ２に接する境界レンズＬｂが配置されている。
【００２４】
本実施形態において、例えば１．１よりも大きい屈折率を有する第１液体Ｌｍ１および第２液体Ｌｍ２として、半導体製造工場等で容易に大量に入手できる純水（脱イオン水）、たとえばＨ+，Ｃｓ+，Ｋ+、Ｃｌ-，ＳＯ42-，ＰＯ42-を入れた水、イソプロパノール，グリセロール、ヘキサン、ヘプタン、デカンなどを用いることができる。また、境界レンズＬｂは、レチクルＲ側に凸面を向け且つウェハＷ側に平面を向けた正レンズである。境界レンズＬｂおよび平行平面板Ｌｐは、たとえば石英により形成されている。
【００２５】
投影光学系ＰＬに対してウェハＷを相対移動させつつ走査露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の露光装置において、走査露光の開始から終了まで投影光学系ＰＬの境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路中に液体（Ｌｍ１，Ｌｍ２）を満たし続けるには、たとえば国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示された技術や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示された技術などを用いることができる。
【００２６】
国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示された技術では、液体供給装置から供給管および排出ノズルを介して所定の温度に調整された液体を境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路を満たすように供給し、液体供給装置により回収管および流入ノズルを介してウェハＷ上から液体を回収する。一方、特開平１０−３０３１１４号公報に開示された技術では、液体を収容することができるようにウェハホルダテーブルを容器状に構成し、その内底部の中央において（液体中において）ウェハＷを真空吸着により位置決め保持する。また、投影光学系ＰＬの鏡筒先端部が液体中に達し、ひいては境界レンズＬｂのウェハ側の光学面が液体中に達するように構成する。
【００２７】
本実施形態では、図１に示すように、第１給排水機構２１を用いて、平行平面板ＬｐとウェハＷとの間の光路中において第１液体Ｌｍ１を循環させている。また、第２給排水機構２２を用いて、境界レンズＬｂと平行平面板Ｌｐとの間の光路中において第２液体Ｌｍ２を循環させている。このように、浸液としての液体を微小流量で循環させることにより、防腐、防カビ等の効果により液体の変質を防ぐことができる。
【００２８】
前述したように、露光装置では、微細なパターンを高精度に投影露光するために、投影光学系の像面における光量分布を計測し、必要に応じて光量分布を所望の状態に制御することが必要である。そこで、本実施形態の露光装置では、液浸型の投影光学系ＰＬの像面における光量分布（ひいては感光性基板としてのウェハＷの露光領域（静止露光領域）における露光光量分布）を計測するための光量計測装置を備えている。
【００２９】
図３は、本実施形態の露光装置に搭載された光量計測装置の構成を概略的に示す図である。図３を参照すると、本実施形態の光量計測装置は、たとえばウェハステージ（９，１０）の内部または側方に設けられ、液浸型の投影光学系ＰＬの像面近傍に配置される光透過部材３１と、光透過部材３１を介した光を検出する光検出器３２とを備えている。光透過部材３１は、例えば石英または蛍石により形成され、その入射面が投影光学系ＰＬの像面と一致するように位置決めされる。
【００３０】
光透過部材３１の入射面側には、光透過部材３１に入射する光を制限し、ひいては光検出器３２に入射する光を制限するためのピンホールのような開口３１ａが形成されている。開口３１ａは、たとえば光透過部材３１の入射面において開口３１ａを除く領域に遮光性の金属膜３１ａａなどを設けることにより形成されている。一方、光透過部材３１の射出面側（光検出器３２側）には、開口３１ａおよび光透過部材３１の内部を介した光をプリズム作用により集光して光検出器３２へ導くためのプリズム集光部３１ｂが設けられている。
【００３１】
プリズム集光部３１ｂは、光検出器３２側に頂点を向けた円錐面に対応する光学面３１ｂａと、投影光学系ＰＬの像面に平行な光学面３１ｂｂとを有する。さらに詳細には、光学面３１ｂａを規定する円錐面は、光制限手段としての開口３１ａの中心を通り且つ投影光学系ＰＬの像面と直交する回転軸３１ｂｃを有する。プリズム集光部３１ｂは、たとえば平行平面板状の光透過部材３１を削り加工することにより、光透過部材３１の本体と一体的に形成されている。
【００３２】
上述のように、液浸型の投影光学系ＰＬの像面における光量を計測する光量計測装置では、投影光学系ＰＬの像面と平行平面板Ｌｐとの間に介在する液体Ｌｍ１がウェハステージ（９，１０）の内部へ漏出しないように、投影光学系ＰＬの像面近傍に光透過部材３１を配置する必要がある。ただし、この光透過部材を平行平面板状に形成すると、所定の値以上の大きな入射角度で投影光学系の像面に達した光は、光透過部材の内部を伝搬するが、光検出器と光透過部材との間に介在する気体層（空気層）と光透過部材との境界面（すなわち光透過部材の射出面）で反射されるため、光検出器で検出されることがなく投影光学系の像面における光量分布を高精度に計測することができない。
【００３３】
一方、たとえばオプティカルコンタクト、接合、融合などの手法により集光レンズを平行平面板状の光透過部材に取り付け、大きな入射角度で投影光学系の像面に達した光を集光レンズの作用により集光して光検出器へ取り込む構成も考えられる。しかしながら、オプティカルコンタクト手法では、光透過部材への集光レンズの取り付け強度に不安がある。接合手法では、短波長光に対して充分な耐久性を有する接着剤の入手が困難である。融合手法では、光透過部材への集光レンズの確実な取り付けが困難である。
【００３４】
本実施形態の光量計測装置では、光透過部材３１の射出面側（光検出器３２側）にプリズム集光部３１ｂが設けられているので、開口３１ａおよび光透過部材３１の内部を介した光がプリズム集光部３１ｂのプリズム作用により集光されて光検出器３２へ導かれる。その結果、所定の値以上の大きな入射角度で投影光学系ＰＬの像面に達した光も光検出器３２で検出されるので、ウェハステージ（９，１０）の駆動作用により光透過部材３１と光検出器３２とを投影光学系ＰＬの像面に沿って二次元的に移動させつつ、投影光学系ＰＬの像面における光量分布を計測することができる。
【００３５】
特に、本実施形態の光量計測装置では、オプティカルコンタクト、接合、融合などの手法を用いることなく、たとえば平行平面板状の光透過部材３１を削り加工することにより、プリズム集光部３１ｂが光透過部材３１の本体と一体的に形成されている。その結果、光透過部材３１と平行平面板Ｌｐとの間に介在する液体Ｌｍ１のウェハステージ（９，１０）の内部への漏出を確実に防止するとともに、光透過部材３１の高い耐久性を確保することができる。
【００３６】
このように、本実施形態の光量計測装置では、比較的大きな入射角度で投影光学系ＰＬの像面（所定面）に達する光も確実に検出して、投影光学系ＰＬの像面における光量分布を高精度に計測することができる。また、本実施形態の露光装置では、光量計測装置を用いて、液浸型の投影光学系ＰＬの像面における光量分布（ひいてはウェハＷの露光領域（静止露光領域）における露光光量分布）を高精度に計測し、必要に応じて光量分布を所望の状態に制御（調整）して、レチクルＲの微細なパターンをウェハＷ上の露光領域へ高精度に投影露光することができる。
【００３７】
なお、上述の実施形態では、プリズム集光部３１ｂが円錐面に対応する光学面３１ｂａと投影光学系ＰＬの像面に平行な光学面３１ｂｂとにより規定される円錐台状の形態を有するが、これに限定されることなく、プリズム集光部３１ｂの形態については様々な変形例が可能である。一例として、頂点を有する円錐状の形態にプリズム集光部を構成することもできる。
【００３８】
また、上述の実施形態では、開口３１ａの位置に対応するように１つの円錐台状の形態を有するプリズム集光部３１ｂを設けている。しかしながら、これに限定されることなく、図４に示すように、投影光学系ＰＬの像面に平行な面（すなわち光透過部材３１の入射面に平行な面）に沿って二次元的に配置された複数の円錐面を有するプリズム集光部４１ｂを用いる変形例も可能である。
【００３９】
図４の変形例にかかるプリズム集光部４１ｂは、図５（ａ）に示すように、円錐面に対応する光学面４１ｂａのみにより規定される多数の微小な円錐プリズムにより構成されている。あるいは、図４の変形例において、プリズム集光部４１ｂを、図５（ｂ）に示すように、円錐面に対応する光学面４１ｂａと投影光学系ＰＬの像面に平行な光学面４１ｂｂとにより規定される多数の微小な円錐台プリズムにより構成することもできる。
【００４０】
また、図４の変形例において、二次元的に配置された複数の角錐面（四角錐面、三角錐面など）を有するプリズム集光部４１ｂを用いることもできる。すなわち、図示を省略したが、プリズム集光部４１ｂを、角錐面に対応する光学面（図５（ａ）の４１ｂａに対応）のみにより規定される多数の微小な角錐プリズムにより構成したり、角錐面に対応する光学面（図５（ｂ）の４１ｂａに対応）と投影光学系ＰＬの像面に平行な光学面（図５（ｂ）の４１ｂｂに対応）とにより規定される多数の微小な角錐台プリズムにより構成したりすることもできる。いずれにしても、プリズム集光部４１ｂは、たとえば平行平面板状の光透過部材３１を削り加工することにより、光透過部材３１の本体と一体的に形成されていることが好ましい。
【００４１】
図４の変形例では、開口３１ａおよび光透過部材３１の内部を介した光の一部が、光検出器３２と光透過部材３１との間に介在する気体層（空気層）と光透過部材３１との境界面（すなわち光透過部材３１の射出面）で反射される。ただし、投影光学系ＰＬの像面への入射角度に依存することなく、様々な入射角度の光がほぼ一様に光透過部材３１の射出面に形成された拡散部で反射される。したがって、図４の変形例においても図３の実施形態と同様に、投影光学系ＰＬの像面における光量分布を高精度に計測することができる。
【００４２】
なお、図４の変形例では、ピンホールのような微小な開口３１ａを有する光透過部材３１と光検出器３２とを投影光学系ＰＬの像面に沿って二次元的に移動させつつ、投影光学系ＰＬの像面における光量分布を計測している。しかしながら、これに限定されることなく、図６に示すように、投影光学系ＰＬの有効結像領域（ウェハＷの静止露光領域に対応）に対応する形状の比較的大きな開口３１ａ’を光透過部材３１の入射面側に設け、投影光学系ＰＬの有効結像領域の全体に達する光の全光量（ウェハＷの静止露光領域の全体に達する露光光の全光量）を一括的に計測する変形例も可能である。
【００４３】
また、図３の実施形態、図４の変形例、および図６の変形例では、光検出器３２に入射する光を制限するための光制限手段としての開口３１ａ，３１ａ’を光透過部材３１の入射面側に形成している。しかしながら、これに限定されることなく、光透過部材３１から僅かに離間した投影光学系ＰＬの像面（所定面）の位置、または投影光学系ＰＬの像面と光学的に共役な位置（具体的にはレチクルＲを設定すべき投影光学系ＰＬの物体面位置など）に光制限手段を設けることもできる。
【００４４】
また、図４の変形例では、光透過部材３１の射出面側に多数の円錐面または多数の角錐面を二次元的に形成することにより拡散部としてのプリズム集光部４１ｂを構成しているが、これに限定されることなく、光透過部材の射出面側に多数の円筒面を一方向に沿って並べて形成することにより拡散部としてのプリズム集光部を構成することもできる。
【００４５】
上述の実施形態の露光装置では、照明装置によってレチクル（マスク）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図７のフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
先ず、図７のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
【００４７】
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ３０１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００４８】
また、本実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図８のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図８において、パターン形成工程４０１では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
【００４９】
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。
【００５０】
セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【００５１】
なお、上述の実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、たとえばＦ2 レーザ光源のような他の適当な光源を用いることもできる。ただし、露光光としてＦ2レーザ光を用いる場合は、液体としてはＦ2レーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いることになる。
【００５２】
また、上述の実施形態では、液浸型の投影光学系の像面における光量を計測する光量計測装置に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、浸液を用いない乾燥型の投影光学系の像面における光量を計測する光量計測装置や、所定面における光量を計測する一般的な光量計測装置に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態における境界レンズとウェハとの間の構成を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態の露光装置に搭載された光量計測装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】二次元的に配置された複数の円錐面または複数の角錐面を有するプリズム集光部を用いる変形例の構成を概略的に示す図である。
【図５】図４の変形例にかかるプリズム集光部の構成例を概略的に示す図である。
【図６】図４に類似する構成において投影光学系の有効結像領域の全体に達する光の全光量を一括的に計測する変形例の構成を概略的に示す図である。
【図７】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。
【図８】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
Ｒ  レチクル
ＲＳＴ  レチクルステージ
ＰＬ  投影光学系
Ｌｂ  境界レンズ
Ｌｐ  平行平面板
Ｌｍ１，Ｌｍ２  （液体）
Ｗ  ウェハ
１  照明光学系
９  Ｚステージ
１０  ＸＹステージ
１２  移動鏡
１３  ウェハレーザ干渉計
１４  主制御系
１５  ウェハステージ駆動系
２１  第１給排水機構
２２  第２給排水機構
３１  光透過部材
３１ａ  開口
３１ｂ  プリズム集光部
３２  光検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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